为什么碳纤维可以形成机械手臂中必不可少的呢
江苏博实科技：碳纤维复合材料由于其质量轻、强度大、刚度高等众多优点，成为了航天航空、军事领域、医疗器械等领域关注的焦点。碳纤维机械臂由于比传统材料机械臂轻50%以上，但是仍可以保持相同的力学强度，因此碳纤维机械臂能够被广泛的应用在空间机械臂、机器人手臂等多种领域。
对于一定载荷一定速度的机器人运动，末端操作器的弹性动力学响应，机械精度、重复性、末端操作器的稳态时间等特性都受到了结构部件的质量、刚性、阻尼特性等影响。由一般的力学性质可以得知，减少质量可以降低惯量、提高操作速度；增加刚度可以降低扰度；增加材料的阻尼可以减少稳态时间。江苏博实碳纤维科技有限公司是一家碳纤维机械臂定制厂家，曾为多家研究所及集成商提供过机械臂的加工服务，经验丰富，工艺精湛。博实认为，上述这些特性的改进有利于提高控制精度，合理地利用碳纤维复合材料的材料特性与几何尺寸的设计，可以制造出满足使用需求的机械臂装置。
在机械臂轻量化中，碳纤维扮演了重要角色。以铝合金为例，铝合金的比重是2.7g/cm3，碳纤维比铝合金要轻，它的比重仅有1.5—2.0g/cm3，利用碳纤维材料制成的机械臂也是目前所有不同材质的机械臂中最轻的。轻量化设计必须从全面、整体的角度出发，必须将材料的轻量化和机器人结构的轻量化结合起来，在机械臂研发的设计阶段就要将材料的轻量化思想融入到结构设计中，通过运用有限元分析技术得出各设计参数对各部位性能和重量的影响规律，推断出可行的轻量化较优方案。局部单一的减重很难体现出碳纤维应用的较高效率，只有综合考虑多方面因素所产生的共同效应，将机器人所有结构作为一个整体系统，考虑到各部件之间的拓扑关系、截面尺寸、位置、材料强度与厚度对机器人本身各项性能的综合性作用，才能将碳纤维材料的优势性能充分发挥出来。
除了轻量化，碳纤维机械臂的设计还需要考虑到机械性能。博实选择日本东丽产原丝M40（也可选择常用的T300和T700）作为增强材料，该碳纤维原丝拉伸强度为2746MPa，拉伸模量为3920MPa，伸长率仅为0.7%，比重为1.81g/cm3。基体则选用648酚醛环氧树脂。将该碳纤维机械手臂与同等体积的金属材质机械臂放置在在室温变化12℃的环境中，金属材质机械臂变化0.15mm，这会大大影响机器人的作业精度，而碳纤维机械臂则没有产生蠕变。事实证明，优化设计碳纤维机械臂的铺层和方向，可以达到接近0的热变形效果，这是普通金属材质无法做到的。
机器人的工作环境受不同因素的影响，可能会在恶劣或者温差变化很大的环境中作业。碳纤维机械臂还能保持良好的导热效果，能够保证其在吸收能量时能将其以热能的形式迅速传导到外界，避免局部过热而发生断裂。并且，碳纤维的力学性能在低温状态下几乎保持不变，抗疲性能优秀，在恶劣气候下还能够正常发挥吸能作用，在韧性上也比铝合金表现更好。
由此可见，碳纤维复合材料是制造机械臂的理想材料之一，碳纤维复合材料能够是运转速度加快，不惧外界的冲击力，使生产效率提高，并且碳纤维复合材料的重量轻，减少能源消耗，搬运方便。碳纤维复合材料的抗振性能优秀，保证了生产过程中的稳定性，碳纤维复合材料热膨胀系数小，不会因为温度的变化而产生较大蠕变影响操作精度的问题。碳纤维复合材料具有防火阻燃的作用，无烟无毒，能够保证了安全的工作环境。
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